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[Bispecific antibodies: what future?]
André Pèlegrin, Bruno Robert
To cite this version:
1
Anticorps bispécifiques : quel avenir ?
André Pèlegrin et Bruno Robert
IRCM, Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier, Montpellier, F-34298, France ; INSERM, U896, Montpellier, F-34298, France ; Université Montpellier1, Montpellier, F-34298, France ; CRLC Val d’Aurelle Paul Lamarque, Montpellier, F-34298, France;
Téléphone : +33 4 67 61 30 32; Fax: +33 4 67 61 37 87 ; E-mail: andre.pelegrin@inserm.fr
Introduction
Les anticorps monoclonaux (AcM) sont des protéines bivalentes et bifonctionnelles qui se fixent à leurs cibles (virus, bactéries, protéines, cellules, …) et qui peuvent générer un contact entre leurs cibles (cellules tumorales, par exemple) et des cellules exprimant les récepteurs des fragments Fc. Avec la génération d’anticorps bispécifiques (AcBs), on étend cette capacité de bifonctionnalité : (i) vers des cellules n’exprimant pas les récepteurs au Fc, en particulier, les cellules T cytotoxiques, très importantes en immunothérapie des cancers ; (ii) avec la stimulation de ces cellules contre des cellules tumorales exprimant des antigènes cibles intrinsèquement « inerte » comme l’antigène carcinoembryonnaire (CEA) ; (iii) à d’autres domaines tels que le ciblage en 2 temps pour la radioimmunothérapie ou le radioimmunodiagnostic, et le co-ciblage d’antigènes associés aux tumeurs.
Les formats d’anticorps bispécifiques
De nombreux formats ont été développés depuis l’avènement des anticorps bispécifiques en raison des contraintes de qualité et de quantité. Si l’AcBs doit être une molécule efficace, il doit également pouvoir être produit et purifié en quantités suffisantes pour des applications cliniques [1].
2 AcM originaux générait une dizaine d’anticorps différents et que la purification de l’anticorps d’intérêt, qui ne représentait que 10 % des anticorps totaux, était très difficile [1]. L’avantage de ces AcBs produits par quadroma étaient la présence de la partie Fc qui en faisait des molécules « trispécifiques » avec des avantages (purification, pharmacocinétique, ADCC) et des inconvénients potentiels [1].
La liaison de 2 Fab’ par un lien thioether, initialement décrite par Glenny [3], a permis de préparer de nombreux anticorps bispécifiques évalués en pré-clinique et lors d’études cliniques. Si cette technologie permet de préparer des molécules efficaces avec un degré de pureté compatible avec un usage clinique, les nombreuses étapes de purification et les rendements ne sont pas compatibles avec une activité commerciale.
Depuis de nombreuses années, la production d’AcBs recombinants par ingénierie génétique a été présentée comme la solution à tous les problèmes de production, de formats, d’immunogénicité des AcBs. Cependant, ce n’est que très récemment que ces techniques ont produits les molécules escomptées entrainant une renaissance du domaine et l’entrée des AcBs recombinants en clinique [4-6]. Si les formats des constructions envisageables sont théoriquement quasiment illimités, les molécules produites sont limitées par les contraintes de structures tridimensionnelles. Dans ce cadre, il faut mentionner l’intérêt des anticorps de camélidés dont le domaine variable monocaténaire (VHH) est plus facile à manipuler que les scFv bi-caténaires [7] et celui des « Tribodies » utilisant les régions naturelles de dimérisation des anticorps [8]. Récemment, le développement et la production d’AcBs bivalents et trifonctionnels (DVD-Ig) très proches du format des anticorps intacts amplifie les perspectives d’utilisation en clinique des AcBs [9].
Les domaines d’application
3 et de stimuler les cellules T indépendamment de leur CMH et de leur spécificité provoquant une réponse T polyclonale [10]. Des anticorps bispécifiques ont également été développés contre les monocytes et les macrophages (CD64 et CD89) et les cellules NK (CD16) [1,4]. Récemment, une étude clinique a montré l’efficacité d’un AcBs recombinant anti-CD19/anti-CD3, constitué de 2 scFv, dans certains lymphomes non-Hodgkiniens [6]. Les résultats sont impressionnants, notamment par la faiblesse des doses entrainant des réponses partielles ou complètes (0,015 à 0,060 mg/m2). Ces résultats devront être confirmés et, il sera intéressant
de déterminer si cette stratégie s’avèrera efficace dans les tumeurs solides. Concernant cette stratégie très séduisante qui utilise des AcBs avec un bras agoniste, il ne faut pas négliger la toxicité potentielle.
4 Plus récemment, des AcBs ciblant 2 épitopes différents d’un même antigène [14] ou 2 antigènes tumoraux ont été développés dans une stratégie d’augmentation de la spécificité du ciblage et de l’efficacité anti-tumorale. Dans un modèle tumoral exprimant l’antigène carcinoembryonnaire (CEA) et HER2, un AcBs anti-CEA/anti-HER2 a montré une meilleure captation tumorale que les fragments F(ab’)2 des anticorps parentaux [15]. Un AcBs
recombinant reliant un scFv anti-HER2 à un scFv anti-HER3 par un lien peptidique de 20 acides aminés a confirmé la nécessité de co-expression des 2 antigènes cibles sur une même cellule pour observer une augmentation de la captation tumorale [16]. Un AcBs anti-EGFR/anti-IGFR est capable de bloquer la fixation de ces 2 ligands et d’inhiber in vitro et in
vivo la prolifération de cellules tumorales avec la même efficacité qu’un cocktail des
anticorps parentaux [17]. Un AcBs anti-CD20/anti-CD22 inhibe la prolifération de certaines lignées de lymphome B plus efficacement que les anticorps parentaux et, a priori, avec un mécanisme d’action différent [18].
Ces quelques exemples de ciblage de plusieurs antigènes tumoraux à la surface d’une même cellule tumorale montrent tout l’intérêt de cette stratégie qui devrait se développer dans les prochaines années. Le positionnement de ces AcBs vis-à-vis de cocktails d’anticorps parentaux qui montrent généralement des propriétés anti-tumorales très similaires dépendra de la facilité de production de ces différentes molécules.
Eléments de conclusion provisoire
Les AcBs sont des molécules de ciblage originales permettant de réaliser des stratégies inenvisageables avec les AcM (stimulation de cellules différentes de celles stimulées par les AcM, attaque de cellules tumorales en ciblant plusieurs antigènes tumoraux simultanément, ciblage en 2 temps). Ils constituent certainement la prochaine génération de « molécule dérivée des anticorps ». La variété des formats disponibles engendre autant de pharmacocinétiques qu’il faudra étudier et moduler en fonction des objectifs [5].
5 (quadroma, synthèse chimique) ont été responsables du développement limité des AcBs. L’ingénierie des anticorps a mis de nombreuses années pour développer des systèmes synthèse et de production efficaces et adaptés à la clinique. La disponibilité de ces méthodes devrait permettre maintenant un développement plus rapide des AcBs tout en résolvant certains problèmes de propriétés intellectuelles liés aux méthodes conventionnelles.
Les anticorps bispécifiques ne sont donc pas encore d’un usage clinique quotidien. La définition de leurs fenêtres thérapeutiques viendra des études cliniques en cours. Si l’on se réfère à l’histoire récente des AcMs, l’avènement des AcBs pourrait être proche.
REFERENCES
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2. Staerz UD, Kanagawa O, Bevan MJ. Hybrid antibodies can target sites for attack by T cells. Nature 1985; 314: 628-31.
3. Glennie MJ, McBride HM, Worth AT, Stevenson GT. Preparation and performance of bispecific F(ab' gamma)2 antibody containing thioether-linked Fab' gamma fragments. J
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7. Hamers-Casterman C, Atarhouch T, Muyldermans S, et al. Naturally occurring antibodies devoid of light chains. Nature 1993; 363: 446-8.
8. Willems A, Schoonooghe S, Eeckhout D, et al. CD3 x CD28 cross-interacting bispecific antibodies improve tumor cell dependent T-cell activation. Cancer Immunol Immunother 2005; 54: 1059-71.
9. Wu C, Ying H, Grinnell C, et al. Simultaneous targeting of multiple disease mediators by a dual-variable-domain immunoglobulin. Nat Biotechnol 2007; 25: 1290-7.
10. Baeuerle PA, Reinhardt C, Kufer P. BiTE: a new class of antibodies that recruit T-cells.
6 11. Le Doussal JM, Martin M, Gautherot E, et al. In vitro and in vivo targeting of radiolabeled monovalent and divalent haptens with dual specificity monoclonal antibody conjugates: enhanced divalent hapten affinity for cell-bound antibody conjugate. J Nucl Med 1989; 30: 1358-66.
12. Goldenberg DM, Chatal J, Barbet J, et al. Cancer Imaging and Therapy with Bispecific Antibody Pretargeting. Update Cancer Ther 2007; 2: 19-31.
13. Goldenberg DM, Rossi EA, Sharkey RM, et al. Multifunctional antibodies by the Dock-and-Lock method for improved cancer imaging and therapy by pretargeting. J Nucl Med 2008; 49: 158-63.
14. Robert B, Dorvillius M, Buchegger F, et al. Tumor targeting with newly designed biparatopic antibodies directed against two different epitopes of the carcinoembryonic antigen (CEA). Int J Cancer 1999; 81: 285-91.
15. Dorvillius M, Garambois V, Pourquier D, et al. Targeting of human breast cancer by a bispecific antibody directed against two tumour-associated antigens: ErbB-2 and carcinoembryonic antigen. Tumour Biol 23: 337-47.
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